автореферат диссертации по строительству, 05.23.02, диссертация на тему:Взаимодействие фундаментов в расхаживаемых котлованах с глинистым грунтом основания

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

0034В4ЫЗО

ПАНЬКОВ Олег Олегович

ВЗАИМОДЕИСТВИЕ ФУНДАМЕНТОВ В РАСХАЖИВАЕМЫХ КОТЛОВАНАХ С ГЛИНИСТЫМ ГРУНТОМ ОСНОВАНИЯ

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Специальность 05.23.02 - Основания и фундаменты, подземные сооружения

2 6 НОЯ 2009

Тюмень - 2009

003484898

Работа выполнена в ГОУ ВПО Тюменском государственном архитектурно строительном университете на кафедре «Строительные конструкции, основания I фундаменты».

Научные руководители:

доктор технических наук, профессор

Дубина Михаил Михайлович

кандидат технических наук, доцент Бай Владимир Федорович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Полищук Анатолий Иванович

кандидат технических наук, профессор Юшков Борис Семенович

Ведущая организация:

ОАО «Институт «НЕФТЕГАЗПРОЕКТ»

Защита состоится «10» декабря 2009г. в 12 часов на заседании специализированного диссертационного совета Д 212.272.01 по защите докторских диссертаций при ГОУ ВПО Тюменском государственном архитектурно-строительном университете по адресу: 625001, г. Тюмень, ул. Луначарского, 2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО Тюменского государственного архитектурно-строительного университета.

Автореферат разослан «10» Ноября 2009г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доцент

Я.А. Пронозин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Устройство оснований и возведение фундаментов является наиболее ответственным и трудоемким этапом в строительстве.

При возведении зданий и сооружений на глинистых грунтах можно повысить экономические показатели строительства нулевого цикла путем улучшения физико-механических характеристик основания. Разработка фундаментов, использующих эффекты уплотнения грунтов основания, совершенствование форм фундаментов и технологии их возведения является актуальной задачей.

В настоящей работе предлагается обоснованная возможность устройства фундаментов в котлованах, полученных способом расхаживания*. Фундаменты в расхаживаемых котлованах были разработаны на кафедре «Строительные конструкции, основания и фундаменты» ТюмГАСУ (2006г.), на способы их возведения получено 2 патента Российской Федерации на изобретения [3,4].

Объект исследования - фундаменты в расхаживаемых котлованах на глинистых грунтах основания.

Предмет исследования - влияние формы, угла расхаживания котлованов на уплотнение глинистого грунта и несущую способность основания фундаментов.

Методы исследования:

- теоретический, в виде численного моделирования напряженно-деформированного состояния грунтового основания на стадии расхаживания котлованов и в процессе загружения фундаментов;

- экспериментальный, в виде лотковых испытаний маломасштабных моделей фундаментов в расхаживаемых котлованах и натурных экспериментов на опытной строительной площадке.

Цель работы. Определить несущую способность фундаментов в расхаживаемых котлованах в зависимости от их геометрических параметров с учетом улучшения физико-механических характеристик глинистых грунтов основания в процессе расхаживания.

* - Под расхаживанием понимается ограниченное по величине перемещение рабочего органа (стержня или пластины) в массиве грунта, приводящее к его вытеснению в окружающий массив и формированию полости различной формы. Автором диссертационной работы предлагается называть полученные таким способом полости - расхаживаемыми котлованами, а сформированные в них фундаменты — фундаментами в расхаживаемых котлованах.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Посредством лабораторных экспериментов и численного моделирования, исследовать деформированное состояние глинистых грунтов основания на стадии расхаживания котлованов и в процессе загружения фундаментов.

2. Предложить методику аналитического расчета осадок и несущей способности основания фундаментов в расхаживаемых котлованах.

3. Выявить влияние угла расхаживания на уплотнение глинистого грунта и несущую способность основания фундаментов. Установить эффективные геометрические параметры фундаментов в расхаживаемых котлованах, обеспечивающие максимальную несущую способность грунтов основания при минимальном расходе материалов.

Научная новизна.

1. Разработаны способы устройства отдельно-стоящих и ленточных фундаментов в расхаживаемых котлованах, обеспечивающие повышение несущей способности глинистых грунтов основания.

2. Разработана методика расчета осадок и несущей способности оснований фундаментов в расхаживаемых котлованах, которая учитывает особенности уплотнения глинистых грунтов в процессе расхаживания.

3. Предложен подход к моделированию основания в программном комплексе «MARC», позволяющий поэтапно оценить деформированное состояние грунтов в процессе расхаживания котлованов и загружения фундаментов.

Практическая значимость и реализация работы.

1. Практическая значимость работы состоит в следующем:

- разработаны и запатентованы способы возведения отдельно-стоящих и ленточных фундаментов с повышенной несущей способностью, устраиваемых путем расхаживания котлованов в глинистых грунтах;

- фундаменты в расхаживаемых котлованах по сравнению с фундаментами из буронабивных свай экономичнее на 11%, по сравнению с фундаментами из призматических свай на 7%, по сравнению с фундаментами из пирамидальных свай на 3%.

2. Результаты исследований внедрены:

- в ООО «ПГС-Профи» при проектировании фундаментов для малоэтажных гражданских зданий на глинистых грунтах г.Тюмени;

- в Тюменском государственном архитектурно-строительном университете (ТюмГАСУ) при чтении лекций по дисциплине «Основания и фундаменты».

Достоверность защищаемых положений.

1. Применённые в работе теоретические методы исследований основаны на использовании современной механики деформирования сплошных сред.

2. Численные эксперименты осуществлялись с использованием лицензированных программных средств, а полученные результаты сравнивались с результатами других исследователей.

3. В экспериментальных исследованиях использовались тарированные и поверенные приборы, и оборудование.

Апробация результатов исследований. Отдельные результаты диссертационной работы докладывались на: международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы проектирования и устройства оснований и фундаментов зданий и сооружений» (г.Пенза, ПГААС, 2004г.); научных конференций ТюмГАСУ (г.Тюмень, ТюмГАСУ, 2004-2009г.г.); международном научно-практическом семинаре «Актуальные проблемы проектирования и строительства в условиях городской застройки» (г.Пермь, ПГТУ, 2005г.); 63-ей научной конференции СПбГАСУ «Геотехника. Актуальные теоретические и практические проблемы» (г.Санкт-Петербург, СПбГАСУ, 2006г.); П-х Академических Чтениях им. профессора А.А.Бартоломея «Геотехнические проблемы XXI века в строительстве зданий и сооружений» (г.Пермь, ПГТУ, 2007г.); расширенном семинаре кафедры "Строительные конструкции, основания и фундаменты" (г.Тюмень, ТюмГАСУ, 2009г.).

Публикации. По материалам исследований опубликовано 9 статей [1, 2, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11] и получено 2 патента Российской Федерации на изобретения [3,4], из них 2 статьи в рейтинговом издании, входящем в перечень ВАК [1, 2].

Личный вклад автора состоит:

- в разработке способов возведения отдельно-стоящих и ленточных фундаментов повышенной несущей способности, изготавливаемых путем расхаживания котлованов в глинистых грунтах;

- в разработке и создании экспериментальных установок для исследования деформирования глинистого грунта при расхаживанием в нем котлованов;

- в проведении экспериментальных и теоретических исследований фундаментов в расхаживаемых котлованах;

- в разработке аналитической методики расчета осадок и несущей способности оснований фундаментов в расхаживаемых котлованах;

- в моделировании основания в процессе расхаживания котлованов и загружения фундаментов;

- в определении эффективных геометрических параметров фундаментов в расхаживаемых котлованах и их апробации при строительстве малоэтажного гражданского здания в г.Тюмени.

На защиту выносится:

1. Способы возведения отдельно-стоящих и ленточных фундаментов в расхаживаемых котлованах на глинистых грунтах.

2. Результаты экспериментальных исследований фундаментов в расхаживаемых котлованах на глинистых грунтах.

3. Методика аналитического расчета осадок и несущей способности оснований фундаментов в расхаживаемых котлованах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и 2 приложений. Работа изложена на 160 страницах машинописного текста, содержащего 60 рисунков и 19 таблиц. Библиографический список включает 174 наименования, в том числе 4 на иностранном языке.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы и дана общая характеристика диссертационной работы.

В первой главе проанализировано общее состояние вопроса по теме диссертационной работы и сформулированы задачи исследований. Рассмотрены известные конструктивные решения фундаментов на глинистых грунтах, приведены основные методы их расчета и лабораторные исследования.

Исследованиями Алексеева В.М., Бартоломея A.A., Бахолдина Б.В., Бекбасарова И.И., Болдырева Г.Г., Винникова Ю.Л., Головачева A.C., Готмана A.JL, Григоряна A.A., Дмоховского В.К., Зоценко Н.Л., Ильичева В.А., Крутова В.И., Лапшина Ф.К., Пономарева А.Б., Полищука А.И., Шеменкова Ю.М., Юшкова Б.С. и др. доказано, что при строительстве зданий и сооружений на глинистых грунтах целесообразно применять: сваи с наклонными гранями и различными уширениями; сваи в пробитых, продавленных и раскатанных скважинах; сваи, выполненные при помощи высоконапорной инъекции и разрядно-импульсной технологии; фундаменты в вытрамбованных и выштампованных котлованах или траншеях.

Обзор и анализ литературных источников показал, что при возведении таких фундаментов на глинистых грунтах несущая способность оснований увеличивается вследствие уплотнения и упрочнения грунтов в процессе изготовления скважин, траншей, котлованов или при погружении готовых элементов в грунтовое основание.

В настоящее время существует возможность повышения эффективности такого подхода к уплотнению глинистых грунтов основания, путем совершенствования форм фундаментов и способов их получения.

На основании проведенного в данной главе литературного обзора были сформулированы цель и задачи исследований.

Во второй главе Предложены способы возведения отдельно-стоящих и ленточных фундаментов в расхаживаемых котлованах, описаны лабораторные установки, показана методика проведения экспериментов в лабораторных и натурных условиях, приведены физико-механические характеристики грунтовых оснований, приведены результаты экспериментальных исследований.

Способы возведения фундаментов в расхаживаемых котлованах заключаются в следующем. На поверхность грунта вертикально устанавливают рабочий орган (стержень или пластину) и погружают в грунтовое основание до расчетной глубины. После этого, расхаживают рабочий орган из стороны в сторону при помощи горизонтальной силы переменного направления. Амплитуду расхаживания определяют степенью уплотнения грунта вокруг образуемого котлована и планируемой формой фундамента. В целях дополнительного уплотнения грунта, производят его раскатывание рабочим органом в виде стержня. В результате получаются полости различных форм в уплотненном расхаживанием грунте, которые заполняются бетоном или другим механически связным материалом. Основные этапы формирования фундаментов в расхаживаемых котлованах приведены на рис.1 —2.

— Е

■■И»

ЙЫ'

а) б) в) г)

: Л ■-!• --А :

г ' -жъ,- а--. . V

д) е) ж) и)

Рис.1. Этапы формирования отдельно-стоящего фундамента расхаживанием с последующим раскатыванием: а, б, в, г, д, е) расхаживание котлована стержнем; ж) раскатывание стержнем; и) железобетонный фундамент.

г) Д) Рис.2. Этапы формирования ленточного фундамента расхаживанием: а) вид грунта до испытания; б) погружение пластины; в, г) расхаживание котлована пластиной;

д) сформированный котлован; е) железобетонный фундамент.

В результате получают поле отдельно-стоящих или ленточных фундаментов устраиваемых под колонны, опоры, стены и т.д. В качестве объединяющих связей между отдельными фундаментами могут служить ростверки и плиты (рис.3).

Рис.3. Варианты расположения фундаментов: а) кустовое; б, в, г) ленточное.

Экспериментальные работы выполнялись в два этапа. Первый этап включал в себя исследования по расхаживанию маломасштабных котлованов с последующим устройством в них маломасштабных моделей фундаментов в лабораторных условиях. Второй этап представлял собой испытания натурных фундаментов в расхаживаемых котлованах на строительной площадке г. Тюмени.

Для исследования процессов и эффектов расхаживания маломасштабных котлованов в глинистых грунтах, с последующим устройством и загружением маломасштабных моделей фундаментов были созданы две экспериментальные установки в виде грунтовых лотков.

Установка №1 применялась для исследований отдельно-стоящих моделей фундаментов (рис.4,а), установка №2 применялась для исследования ленточных моделей фундаментов (рис.4,б).

а)

Рис.4. Экспериментальные

На рис.5 приведен общий вид строительной площадки, а также показано испытание натурного фундамента вдавливающей статической нагрузкой, создаваемой при помощи домкрата, расположенного под ростверком.

а) б)

Рис.5. Натурные исследования фундаментов в расхаживаемых котлованах: а) общий вид строительной площадки; б) испытание статической нагрузкой.

б)

установки: а) установка №1; б) установка №2.

В качестве грунтового основания в лабораторных условиях использовался водонасыщенный грунт нарушенной структуры - суглинок пластичной консистенции плотностью р= 1.92+2.05г/см3, влажностью и,=22+23%, показателем текучести /¿=0.26, коэффициентом пористости е=0.62+0.73, коэффициентом водонасыщения ^О.85+0.99; углом внутреннего трения (5=23+24.3°, удельным сцеплением с=25+ЗЗкПа, модулем деформации £=5.7+11,5МПа.

Грунт на опытной строительной площадке представлен водонасыщенным суглинком пластичной консистенции со следующими характеристиками: р=1.95г/см3; ур=20%; е=0.66; /¿=0.34; 5Г=0.82; р=21.6°; с=24кПа; £=17.8МПа.

Все экспериментальные исследования в лабораторных условиях проводились на маломасштабных моделях фундаментов и свай известных конструкций, имеющих соотношение 1/5-1/10 к размерам натурных фундаментов.

Все маломасштабные модели фундаментов были изготовлены из железобетона в котлованах, образованных расхаживанием.

Геометрические размеры маломасштабных моделей фундаментов в расхаживаемых котлованах: //=0.3 м; /гве.^=0+0.3м; /г,„„=0+0.3 м; Ьвер*04^=0.03+0.15м; ¿>„„/^=0.03+0. 15м; Ътш(с1т^=0.03м; 1=0.3+1.0м; а=0+15град.

Геометрические котлованах: Н= 2м; ¿/„„„=0.1 м; а=0+6град.

Геометрические размеры маломасштабных моделей свай: призматической и буронабивной -//=0.3м; Ь(ф=0.03м; конусной и пирамидальной - #=0.3м; Ъвгр^верх)-0.03+0.15м; Ьпод(с1под)=0.03м; а=0+15град; трапецеидальной - Я=0.3м; Ьверх=®-03+0.15м; 6„ой=0.03м; £=0.3м; а=0+15град.

На рис.6 приведены основные формы исследуемых фундаментов в расхаживаемых котлованах, в зависимости от применяемого вида рабочего органа и положения по глубине, точки с минимальной амплитудой расхаживания, которой соответствует величина Ьтт (с1тп).

размеры Ьверх~ 1 -ЗЗМ

натурных фундаментов в й„„з=0.66м; ¿4е/и=0.1+0.38м;

расхаживаемых ¿„„¿=0.1+0.24;

[и

.С

1 »А

п

£1

\ Ь| ¿11-

Ьп ю =ЬП|П

Рис.6. Основные формы фундаментов в расхаживаемых котлованах. Я - высота фундамента, м; КерХ, /¡„„, - высота соответственно верхней и нижней част фундамента, м; Ъверх(с1верх), Ьпод(с1тд), Ьт1„(с1тт), Ь,— ширина (диаметр) фундамента соответствен! поверху, по подошве, минимальная и на 1-ой глубине, м; Ь - длина фундамента, м; а - угс наклона боковых граней фундамента, град; г - 1-ая глубина, м.

Для изготовления отдельно-стоящих фундаментов использовались рабочие органы в виде одного и двух стержней, для изготовления ленточных фундаментов использовались рабочие органы в виде одной и двух пластин.

Рабочие органы в виде двух стрежней или пластин соединяются между собой подвижным шарниром, перемещая который вдоль оси рабочего органа, изменяют положение точки с минимальной амплитудой расхаживания.

Расхаживание котлованов рабочими органами и нагружение фундаментов в грунте происходило посредством приложения статической нагрузки, в результате чего определялась несущая способность оснований фундаментов. В лабораторных условиях исследовался характер перемещений грунта в зоне его уплотнения при расхаживании маломасштабных котлованов с помощью фиксирующих марок. Исследовалось соотношение перемещений частиц грунта с изменением физических и механических характеристик уплотняемого грунта.

Для проведения лабораторных экспериментов применен, усовершенствованный к.т.н. Ашихминым О.В., способ бесконтактного наблюдения за фиксируемыми точками в грунте, который основан на методе фотограмметрии. Он позволил оценить деформированное состояние грунта вследствие возведения в нем фундамента произвольной формы без отбора проб грунта [5, 6]. В ходе эксперимента котлован и фундамент фотографировался неподвижной цифровой фотокамерой. Цифровые фотографии обрабатывались с помощью специально созданной компьютерной программы, что позволило снизить трудоемкость процесса обработки результатов и количественно оценить изменение физико-механических характеристик деформируемого грунта.

В результате обработки экспериментальных результатов были получены направления и величины перемещений частиц грунта в процессе его деформирования расхаживанием, построены изолинии равных величин перемещений частиц грунта, изменения плотности и коэффициента пористости грунта (рис.7-8) [1,4, 5, 7, 15].

1.44. I ' -++ +

-44 + + * ^г«»-«-»

]' -4 + 44+-' -4444444* -4444444* ■444444*»' * *■ * -44+4444* * * 1. -4-++4-4- л * ' • ■ 44444 4-*

-444444-*.----.

-4-4-4-4-4-4-4-* ****** , , -+4-4-4-4-4-4-4-/

44 4

^ >444 у,- - 4 4^4-4-4-ЧЧ4+4 ~ +++4 4 + 444 ■—к+4-+4-4->44444+ '""■"'"•-""■44444444 Ч4444++44 — 444 444 + %.4-4-4- + ++ + +

--N.--4- + + + + +.

т- >++4 4++++ _ _ч\ч.+ +++444

ч-\Чч44+44+44 > ",+44444444

.1-44+44 + 44*-** 11 ь I * ь>-»-.\444444444 ' -4 444 4444 44« I , 4 ( 1 > +4++++++ +++ -4-444 + 4-+ + ++++* ми 1444444+4+4+44

-4 + 44+44++44 4++ 44++ 4+44 + 4+4+44+-4 4+444+444 44 4444+4444 4444444 44+4+ ►44444++++4444 4+++4+44444 44444+4 »■4 444444444++4 444 44 4444+4 4444444 +4 444444 444+4 44 4 444 44 444+44444+4 1-4 444+444++4 44444444 44 44 44444+44 4 44444 44444 44+44444 4 44444+444+44 +44444444444444+4+4++444+4-444444

ЯП

яш зоо

чаа

(00 200 300 400 50П Е00

а) б)

Рис.7. Перемещения марок при изготовлении фундаментов с углом наклона боковых граней а= 12°: а) направления перемещений марок; б) абсолютные перемещения марок, мм / (расстояние между марками - 20мм).

1ПП НИ ЗПО ЧПП БОП БПП

а)

в) г)

Рис.8. Изолинии измененной плотности грунта р, г/см3 (слева от оси фундамента) и коэффициента пористости е (справа) после изготовления фундаментов различной формы с углом наклона боковых граней а: а) а = 0°; б) а = 3°; в) а = 4°; г) а = 3°.

На рис.8 тонкими изолиниями показана граница зоны уплотнения грунта, жирными изолиниями - граница зоны максимального уплотнения грунта.

Анализируя полученные результаты, установлено, что граница зоны уплотнения грунта в пределах исследуемой высоты фундамента распространяется на величину: по горизонтали - от оси фундамента, по вертикали -

2Ь„0Г/ЛП0С))^ЗЬ,ЮаП(с1,ЮС)) от подошвы фундамента. Граница зоны максимального уплотнения грунта в пределах исследуемой высоты фундамента распространяется на величину: по горизонтали - от оси фундамента, по вертикали -

1 Ъ„По(4ппд)^2Ъп(Юп(с1пп„) от подошвы фундамента.

Как показывают результаты экспериментов, расхаживание котлованов в грунте приводит к переменному по ширине и глубине изменению его физико-механических характеристик. Очертания зон с измененными характеристиками грунта зависят от форм изготовленных фундаментов и частично их повторяют.

На рис.9 показаны графики изменения плотности грунта в зоне его уплотнения, при различной величине расхаживания котлованов и плотности грунта до начала экспериментов.

1 -dpacx=0.03Mip=1,92) 2-dpacx=0.06M(p=1,92)

3 -dpacx=0.12M(p=1,92) 4-dpacx=0.18M(p=1,92l

5 -dpacx=0.03M(p=2,05) 6 -dpacx=0.06M(p=2,05)

7 -dpacx=0.12M(p=2,05)_8 -dpacx=0.18M(p=2,05)

Рис.9. Графики изменения плотности грунта в зоне его уплотнения при расхаживании котлованов.

На каждом графике (рис.9) можно выделить 2 участка: 1 участок - с интенсивным изменением плотности, соответствующий зоне максимального уплотнения грунта; 2 участок - с незначительным изменением плотности.

Полученные результаты (рис.7 — 9) послужили исходным материалом для построения номограмм по определению физико-механических характеристик уплотненных расхаживанием грунтов основания, в зависимости ширины (диаметра) фундамента Ь(ф на требуемой глубине (рис.10).

0,03 0,05 0,08 0,10 0,13 0,15 Шфина (диаметр) фундамента b(d). f.

0,00 0,02 0,04 0,05 0,08 0,10 0,12 0,14 0,16 0,18 0,20 Ширина (диаметр) фундамента b(d), м

з

25,0

22,0

19,0

5 16,0

\ 13.0 л

10,0 7,0 4,0

б)

0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 0,16 0,18 0,20 Ширина (диаметр) фундамента м | 1 —Е=5,7 2—Е=6,9 3 —Е=11.5 |

26,0 25,5 25,0 24,5 24,0 23,5 23,0

0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 0,16 0,18 0,20 Ширина (диаметр) фундамента Ь(й), м

г)

С

:

Рис.10. Номограммы для определения физико-механических характеристик уплотненных расхаживанием грунтов основания: а) р; б) Е; в) с; г) <р.

По результатам испытаний исследуемых фундаментов статической вдавливающей нагрузкой, были получены диаграммы «нагрузка - осадка» (рис.11).

Нагрузка, кН О 50 100 150 200 250

1 -ФРК 1град 4 -ФРКЗград

2 -ФРКбград 5 —призм, свая

3 -буронаб. свая

а) б)

Рис.11. Диаграммы «нагрузка - осадка» для отдельно-стоящих фундаментов в расхаживаемых котлованах: а) маломасштабные модели; б) натурные фундаменты.

Как видно из представленных диаграмм, с увеличением угла наклона боковых граней фундаментов повышается несущая способность основания фундаментов.

В результате были получены значения несущей способности основания фундаментов в расхаживаемых котлованах. Для более правильного и корректного сравнения результатов экспериментов был выполнен перерасчет по удельной несущей способности, т.е. по несущей способности, отнесенной к объему материала, необходимого на изготовление фундамента.

В третьей главе предложена методика определения осадок и несущей способности оснований фундаментов в расхаживаемых котлованах. Предложенная методика опирается на общепризнанные аналитические выражения Лапшина Ф.К., применяемые для расчета осадок и несущей способности свайных фундаментов.

Как было показано в главе 2, при расхаживании котлованов, грунт в области структурных изменений уплотняется неоднородно, поэтому физико-механические характеристики в области уплотнения изменяются неодинаково. Ввиду этого, расчет несущей способности оснований фундаментов по общепринятым методикам приводит к значительным отклонениям от результатов, полученных опытным путем, как в модельных, так и натурных экспериментах. Такие отклонения возникают потому, что существующие методы расчета не позволяют точно учесть различие физико-механических свойств уплотненного расхаживанием грунта вокруг фундамента.

Для учета эффекта уплотнения грунта на стадии расхаживания котлованов, расчетные формулы Лапшина Ф.К. введены безразмерные коэффициенты Хь Хг> з,ХьХ5>Хб,Х7, полученные на основании разработанных номограмм (рис.10).

Несущая способность фундаментов в расхаживаемых котлованах на

трФРК

;еиствие вдавливающих нагрузок га (кН) складывается из несущей пособности фундамента по боковой поверхности в пределах высоты И„срх и [есущей способности по подошве (рис.12,а), и запишется в виде:

= Рбок+Рпод, (1)

де Рбок, Рпод - несущая способность фундамента соответственно по боковой

а) б)

Рис. 12. Расчетные схемы фундамента в расхаживаемых котлованах при действии: а) вдавливающей нагрузки; б) выдергивающей нагрузки. Н - высота фундамента, м; hmpx, hHU3 - высота соответственно верхней и нижней части фундамента, м; ba,px, Ь„од, bmi„ - ширина (диаметр) фундамента соответственно поверху, по подошве и минимальная, м; R6oK, Rno<, - реакция основания по боковой поверхности (в пределах высоты Иверх) и под подошвой, кН; Р, Т - соответственно нормальная и касательная составляющие реакции основания по боковой поверхности, кН, N - нагрузка на фундамент, кН.

Несущая способность фундамента по боковой поверхности^^. (кН) запишется в виде:

F6oK = Acosa\p6oK(tga+tg{x,(p)) + Xic\ (2)

где А - площадь боковой поверхности фундамента, м2; а - угол наклона боковых граней фундамента, град; (р - угол внутреннего трения грунта, град; с - удельное сцепление грунта, кПа;

Хь Х2 — коэффициенты, учитывающие соответственно изменение угла внутреннего трения и удельного сцепления грунта, в зависимости от ширины фундамента 6/ на г-ой глубине, определяются по табл.1;

Рбок - сопротивление грунта по боковой поверхности фундамента, к1 определяется по формуле:

0-<?) 2

Х (Рп +Z2c-ctg(Z\<P))-Z2c-tsix 1<р1

где Е - модуль деформации грунта, кПа,

Хз - коэффициент, учитывающий изменение модуля деформации фунта, зависимости от ширины фундамента Ь, на /-ой глубине, определяется по табл.1; v- коэффициент Пуассона грунта;

коэффициент, определяемый по формуле:

Природное горизонтальное давление р0 в грунте (кПа) определяется по формул

Ро= т^-хЛ, <

1 — v

где у -удельный вес грунта, кН/м3;

h, - рассматриваемая высота фундамента, м;

Х4 - коэффициент, учитывающий изменение удельного веса грунта, в зависимое от ширины фундамента Ь, на г'-ой глубине, определяется по табл.1.

Давление р„ (кПа), при котором в грунте начинается образован пластических деформаций, определяется по формуле:

Рп = РоО + sin(*,iZ>))+ j2c ■ cos {х2(р) i

Несущая способность фундамента по подошве ^„„¿(кН) определяет согласно:

Fnoö= — (Р„0а+Ы),

X 5

где Ьпод - ширина (диаметр) подошвы фундамента, м;

Х1>ХьХьХ-1Хз>Хб-коэффициенты, учитывающие изменение физико-механическ характеристик грунтов, определяются по табл.1, в зависимости от шири (диаметра) фундамента в уровне подошве bnod(dnod);

Рпод — сопротивление грунта по подошве фундамента, кПа, определяется формуле (3);

Несущая способность фундаментов в расхаживаемых котлованах

рФРК

действие выдергивающих нагрузок rdu (КН) определяется как несун способность фундамента по боковой поверхности в пределах высоты hH, (рис. 12,6) и запишется в виде:

грФРК _ грниз du ~ бок , I

где ^вГ — несущая способность фундамента по боковой поверхности в предел высоты hmn кН, определяется согласно формул (2-6), с учетом того, ч коэффициенты Хъ Хз, 7j находятся в зависимости от ширины (диамет] фундамента b(d) в пределах глубины hmrl.

X, Е

4p„(l-v2)-2p0(2-v)

Коэффициенты Xi, Хг, Хз, П Xs, Хе, Хъ

Таблица 1

» М 0.0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20

р= 1.92г/см3, :р=1Т, с=25кПа, £=5.72МПа

i 1.00 1.21 1.44 1.67 1.91 2.15 2.39 2.63 2.88 3.13 3.38

2 1.00 1.02 1.03 1.05 1.06 1.07 1.09 1.10 1.11 1.13 1.14

3 1.00 1.01 1.03 1.04 1.05 1.06 1.07 1.07 1.08 1.09 1.09

4 1.00 1.07 1.14 1.20 1.27 1.33 1.39 1.45 1.51 1.56 1.61

5 0.22 0.24 0.25 0.26 0.28 0.29 0.30 0.32 0.34 0.36 0.38

6 0.68 0.70 0.71 0.72 0.74 0.76 0.78 0.80 0.82 0.84 0.86

> 3.10 3.08 3.07 3.06 3.05 3.02 3.01 2.99 2.97 2.95 2.93

р=2.05г/см3, ^=24.3°, с=ЗЗкПа, Е=\ 1.5МПа

1 1.00 1.12 1.24 1.35 1.45 1.56 1.65 1.75 1.84 1.92 2.00

> 1.00 1.01 1.02 1.03 1.04 1.05 1.06 1.07 1.08 1.09 1.09

3 1.00 1.01 1.01 1.02 1.02 1.03 1.03 1.04 1.04 1.04 1.04

'4 1.00 1.05 1.09 1.13 1.17 1.20 1.24 1.27 1.30 1.33 1.35

5 0.20 0.22 0.23 0.24 0.26 0.27 0.28 0.29 0.30 0.32 0.34

'6 0.66 0.67 0.68 0.69 0.70 0.71 0.72 0.74 0.76 0.78 0.80

7 3.09 3.08 3.08 3.07 3.07 3.06 3.05 3.04 3.03 3.02 3.01

Осадка фундаментов в расхаживаемых котлованах 5?рк, м, определяется по формуле:

5ФРК = Ббок+8 под, (9)

где, Б„0д - осадка фундамента соответственно по боковой поверхности и по подошве, м.

Осадка фундамента по боковой поверхности Бвок, м, определяется по формуле:

2

Р + Х 2С"<

SS0K=2{\+v\l-2v)

ХъЕ

Рп

f ctg{xx<p) ^

Рп+Хгс'с*ё{Х\<Р),

-Р

(10)

где к — характеристика геометрических размеров фундамента в пределах высоты Керх, определяется по формуле:

1 ( 4 х

Ь1Лерх + 2 ЬтшИ2верМа+-КерМ2а

к = ■

(И)

р - напряжения, под действием которых в пластической области развиваются деформации уплотнения, кПа, определяются по формуле:

_ N- (Ахгс cos а) А ■ cosa(tga + tg(zi<p))' ^

где N— величина статической нагрузки, при которой определяется осадка, кН. Осадка фундамента по подошве Sm,h м, определяется по формуле:

_Xldnod{\ + v\\-2 v)

под — j-,

p + x^-ctgjxtf) Рп +Xic-ctsiX\(p).

l + v I l + v

С

где Xj - коэффициент, учитывающий изменение физико-механическ характеристик грунтов, в зависимости от ширины фундамента по подош определяется по табл.1.

Для проверки предлагаемой методики расчета фундаментов расхаживаемых котлованах и сопоставления аналитически полученн результатов с результатами экспериментов, были проведены расчеты программам «MSC. MARC 2005» фирмы «MSC. Software GMBH» (в дальнейш MARC) и «PLAXIS professional version» (в дальнейшем PLAXIS).

В программе «MARC» была решена задача численного моделирован процесса расхаживания котлованов в грунте, последующего возведения в н фундаментов и загружения полученных фундаментов различными нагрузками.

Решение задачи основано на методе конечных элементов с учет изменения физико-механических характеристик грунтов в процессе уплотнения при расхаживании котлованов.

В процессе моделирования в программе «MARC» механические свойст грунтового основания описывались определяющими соотношениями теор прочности Кулона-Мора. Горизонтальная поверхность расчетной области в контакта с фундаментом задавалась свободной от силовых воздействий и име возможность геометрически изменяться в процессе возведения фундамента грунте, т.е. не исключалась возможность поверхностного выпора грунта.

Основные этапы моделирования расхаживания котлованов приведены на рис.1

Рис. 13. Расчетные схемы для поэтапного моделирования расхаживания котлована загружения ленточного фундамента: а) погружение в грунт рабочего органа в виде пластины длиной 1п.м.; б, в) расхаживание рабочего органа горизонтальной силой переменного направления; г) загружение фундамента вертикальной нагрузкой.

В процессе расчета по мере искривления конечно-элементной сетки в атоматическом режиме производилась переразбивка околофундаментного □нечно-элементного пространства.

Для определения несущей способности, фундаментам поэтапно задавались гртикальные перемещения с шагом кратным 1мм, после которых высчитывались качения реактивного усилия отпора в грунтовом основании, вызванные данными еремещениями. На каждом этапе перемещения фундамента определялась еличина нагрузки аналогичная отпору грунта. В результате были построены иаграммы «нагрузка-осадка», по которым определялась величина несущей пособности фундаментов.

В расчетах в программе «РЬАХК» фундамент изначально моделировался в этовом котловане, где конечно-элементное полупространство разбивалось на одобласти со своими физико-механическими характеристиками уплотненного рунта.

На рис.14 приведены диаграммы «нагрузка-осадка» для отдельно-стоящих и енточных фундаментов в расхаживаемых котлованах, построенные по кспериментальным и расчетным данным.

Нагрузка ,кН 0123456789

=зв

\Ч V

\ \

ь

\

| | 1

1 — эксперимент £ — аналитические выражения с — PLAXIS 4-MARK

20

Нагрузка,кН 40 60 ВО

0 0,02 0,04 ' 0,06 g 0,08 0.1 0,12 0,14

100 120

к

—

— \ч 2 4

i i i 3 1

1 — эксперимент

2-аналиттесше выражения

3-PLj&XIS

4-MARK

а) б)

Рис 14. Диаграммы «нагрузка-осадка»: а) отдельно-стоящие маломасштабные

модели фундаментов с углом наклона боковых граней а=7°; б) ленточные маломасштабные модели фундаментов с углом наклона боковых граней а=6°.

Как видно из диаграмм, величина несущей способности, определенная по аналитическим выражениям и по программе «MARC», близка к экспериментальным результатам.

По всем выше описанным методикам, был сделан расчет трех вариантов фундаментов, работающих на вдавливающую нагрузку: натурный отдельно-стоящий фундамент; модельный отдельно-стоящий фундамент; модельный ленточный фундамент. Также сделан сравнительный расчет модельного отдельно-стоящего фундамента, испытывающего выдергивающую нагрузку.

Результаты всех расчетов сведены в табл.2-5.

Таблиц

Расчетные и экспериментальные значения несущей способности натурных отдельно-стоящих фундаментов в расхаживаемых котлованах при действии

вдавливающих нагрузок.

Средства определения несущей способности Несущая способность (кН) / отклонение от натурного эксперимента (%) при углах наклона боковых граней фундамента а, гр

1 3 6

Натурный эксперимент 47.2/- 115.3 / — 223.2/-

Программа «МАЯС» 41.1/15 95.0/21 194.6/15

Программа «РЬАХК» 38.4/22 89.3/29 180.0/24

Аналитические выражения 40.7/15 93.3/23 199.7/11

Таблиц

Расчетные и экспериментальные значения несущей способности маломасштабн моделей отдельно-стоящих фундаментов при действии вдавливающих нагрузо

Средства определения несущей способности Несущая способность ^ (кН) / отклонение от модельного эксперимента (%) при углах наклона боковых граней фундамента а, г

1 3.5 7 10

Модельный эксперимент 2.2/- 3.5/- 5.9/- 8.7/-

Программа «МАКС» 1.8/22 2.9/19 5.0/20 7.5/16

Программа «РЬАХ18» 1.6/33 2.7/28 4.6/30 6.8/28

Аналитические выражения 1.8/20 3/14 5.3/13 8.5/9

Таблица

Расчетные и экспериментальные значения несущей способности маломасштабн моделей ленточных фундаментов при действие вдавливающих нагрузок.

Средства определения несущей способности Несущая способность /^ (кН) / отклонение от модельного эксперимента (%) при углах наклона боковых граней фундамента а, г

1 3 6 9 12

Модельный эксперимент 70.6 / - 85.0/- 108/- 133.5/- 168.0/

Программа «MARC» 59.2/19 73.5/15 94.3 /14 113.1 / 18 137.8/

Программа «PLAXIS» 54.1/30 67.9 / 25 87.5/23 106.5/25 130.0/

Аналитические выражения 58.2/21 73.3/16 93.5/15 114.9/16 138.1/

Таблица 5

ючетные и экспериментальные значения несущей способности маломасштабных оделей отдельно-стоящих фундаментов при действии выдергивающих нагрузок.

Средства определения несущей способности Несущая способность (кН) / отклонение от модельного эксперимента (%) при углах наклона боковых граней фундамента а, град

1 4 8 11

Модельный эксперимент 1.2/- 0.8/- 1.3/- 1.8/-

Программа «MARC» 1.1 / 11 0.7/16 1.1/19 1.5/23

налитические выражения 0.9/22 0.6/23 1.0/26 1.4/28

Как видно из представленных результатов, расчеты по аналитическим сражениям и в программе «MARC» дают минимальное расхождения с сспериментами. Расчет по программе «PLAXIS» имеет расхождения с сспериментами до 33%.

В четвертой главе приведены результаты расчетов по определению |)фективных вариантов отдельно-стоящих и ленточных фундаментов в 1схаживаемых котлованах.

Для оценки пределов применимости фундаментов использован ээффициент эффективности к0, предложенный профессором Федоровым В.И. гтя свайных фундаментов, по аналогии с которым для фундаментов в исхаживаемых котлованах его можно записать в виде:

k,=F»K/F£,, (14)

где Рфрк > ^сваи. - удельная несущая способность соответственно ундаментов в расхаживаемых котлованах и сравниваемых свай, кН/м3.

В качестве сравнения применялись сваи известных конструкций: ризматической, конусной, пирамидальной и трапецеидальной.

Удельная несущая способность фундамента Fd, кН/м3, определяется как гношение несущей способности фундамента Fj, кН, полученной расчетным утем по аналитическим выражениям или в программе «MARC» к объему бетона V, м3, необходимого для изготовления одного фундамента.

В результате расчетов были построены графики изменения коэффициента ^фективности кэ, в зависимости от формы фундаментов и угла наклона их оковых граней по отношению к сваям известных конструкций (рис.15).

1,5 1,3

I

0,9 0,7 0.5

__.2

_1

к_

___5

О 2 4 6 8 10 12 Угол наклона боковых граней, град

-А -Д

-й -У

-и

-Кэф=1

а)

О 2 4 е 8 10 12 Угол наклона боковых граней, фад

Кэф=1

О 2 4 6 8 10 12 Угол наклона боковых граней, фад

б)

О 2 4 е 8 10 12 Угол наклона боковых граней, град

В) г)

Рис.15. Коэффициент эффективности кЭф фундаментов в расхаживаемых котлованах по отношению к: а) призматической свае; б) конусной свае а = 3°; в) пирамидальной свае а = 3°; б) трапецеидальной свае а = 3°.

Как видно из представленных графиков, по отношению к призматичеа свае (рис.15,а) минимальный эффективный угол наклона боковых гра] фундаментов в расхаживаемых котлованах - 2 градуса, по отношению к ко ну а свае (рис. 15,6) - 1 градус, по отношению к пирамидальной свае (рис. 15,в) - 1 грар по отношению к трапецеидальной свае (рис.15,г) - 2 градуса.

Основные выводы:

1. Разработаны способы возведения отдельно-стоящих и ленточн фундаментов в расхаживемых котлованах, обеспечивающие повышение несуц способности глинистых грунтов основания. Установлено, что угол расхажива! котлованов от 1 до 3 градусов повышает несущую способность основа1 фундамента на 30%, от 3 до 6 градусов - на 50%, от 6 до 9 градусов - на 70%.

2. Экспериментально установлено, что при расхаживании котлованов глинистых грунтах происходит их уплотнение в радиусе до 5 диамет] расхаживания. Форма области уплотнения грунта частично повторяет конту расхаживаемых котлованов. При этом плотность грунта в области уплотне] увеличивается на 9 - 13%, коэффициент пористости уменьшается на 29 - 37%, мод;

^формации увеличивается в 2 - 3.3 раза, удельное сцепление увеличивается в 1.3 -.6 раза, угол внутреннего трения грунта изменяется незначительно.

3. Фундаменты в расхаживаемых котлованах, имеющие уширение по эдошве, могут воспринимать выдергивающие нагрузки. Несущая способность на вдергивание у таких фундаментов по сравнению с призматическими сваями аше в 2 - 2.5 раза.

4. Проведено численное моделирование основания в программном эмплексе «MARC», позволяющее оценить деформированное состояние грунтов

процессе расхаживания котлованов и загружения фундаментов. При этом :тановлено, что разница значений несущей способности оснований ундаментов, полученных в программном комплексе «MARC» и натурных <спериментов составляет 22%.

5. Предложена методика аналитического расчета несущей способности ундаментов в расхаживаемых котлованах, в основу которой положены бщепризнанные аналитические выражения Ф.К. Лапшина. Данная методика озволила рассчитать несущую способность фундаментов в расхаживаемых □тлованах в зависимости от их геометрических параметров с учетом улучшения изико-механических характеристик глинистых грунтов основания в процессе асхаживания котлованах. При этом разница расчетных и фактических величин е превысила 28%.

6. Разработанный способ возведения отдельно-стоящих фундаментов недрен при строительстве малоэтажного здания в г.Тюмени, в результате чего ыло получено снижение стоимости фундаментов на 11%.

Публикации по теме диссертации

1. Паньков, О.О. Деформации грунта при внедрении конических штампов / 1.М. Дубина, О.В. Ашихмин, О.О. Паньков // Известия Вузов. Строительство. — 1овосибирск, 2005, №7. - С.119-122 (в перечне ВАК).

2. Паньков, О.О. Исследование деформируемости грунта при расхаживании отлованов / М.М. Дубина, О.О. Паньков, О.В. Ашихмин // Известия Вузов. !троительство. - Новосибирск, 2005, №8. - С.100-102 (в перечне ВАК).

3. Патент Российской Федерации № 2269624 E02D 17/02 Способ возведения )ундамента / Дубина М.М., Паньков О.О. - Заявлено 01.06.04. Опубликовано 0.02.06. Бюллетень №04.

4. Патент Российской Федерации № 2268961 E02D 17/02 Способ возведения фундамента / Дубина М.М., Паньков О.О. - Заявлено 01.06.04. Опубликовано 27.01.06. Бюллетень №03.

5. Паньков, О.О. Влияние деформации грунта на его физические свойства / М.М. Дубина, О.В. Ашихмин, О.О. Паньков // Сборник статей международной научно-практической конференции: Актуальные проблемы проектирования и устройства оснований и фундаментов зданий и сооружений. — Пенза, 2004. - С.114-118.

6. Паньков, О.О. Методика бесконтактного исследования деформируемости грунта. Задачи обеспечения надежности зданий и сооружений в условиях сурового климата / О.В. Ашихмин, М.М. Дубина, О.О. Паньков // Сборник трудов кафедры

механики грунтов, оснований и фундаментов ТюмГАСА. Под ред. М.М. Дубин! Тюмень: Издательство «Вектор Бук», 2005. - С.59-65.

7. Паньков, О.О. Исследование фундаментов в расхаживаемых котлова на моделях / М.М. Дубина, О.О. Паньков // Сборник трудов международн научно-практического семинара: Актуальные проблемы проектирования строительства в условиях городской застройки. - Пермь, 2005. - С.48-55.

8. Паньков, О.О. Физические характеристики грунта при расхажива! котлованов / О.О. Паньков // Межвузовский тематический сборник труд Геотехника. Актуальные теоретические и практические проблемы. - Сан Петербург, 2006. - С.206-210.

9. Паньков, О.О. Несущая способность фундаментов в расхаживаем, котлованах / М.М. Дубина, О.О. Паньков // II Академические Чтения Профессора A.A. Бартоломея: Геотехнические проблемы XXI века строительстве зданий и сооружений. -Пермь, 2007. - С.131-135.

10. Паньков, О.О. Методы определения несущей способности фундамен в расхаживаемых котлованах / В.Ф. Бай, О.О. Паньков // Сборник материа. Всероссийской НПК: Актуальные проблемы строительства, экологии энергосбережения в условиях Западной Сибири. - Тюмень, 2009. - С.129-133.

11. Паньков, О.О. Исследование физико-механических свойств грунта i расхаживании котлованов / В.Ф. Бай, О.О. Паньков // Сборник материа Всероссийской НПК: Актуальные проблемы строительства, экологии энергосбережения в условиях Западной Сибири. - Тюмень, 2009. - С.133-138.

В работах [3, 4] описана технология расхаживания котлованов i возведение фундаментов. В работах [6, 7] приведена методика исследова] деформируемости грунтов бесконтакным способом. В работах [1, 2] исследуе деформированное состояние грунтов при формировании котлованов различи форм. В работах [5, 8, II] исследуются физико-механические свойства грунт при расхаивании в них котлованов. В работах [9, 10] приведены результг экспериментальных и теоретических исследований несущей способно! фундаментов в расхаживаемых котлованах.

Изд. Лицензия № 02884 от 26.09.2000. Подписано в печать 09.11.2009. Формат 60x90 /16. Печать цифровая. Гарнитура Тайме. Усл. печ. л. 1,5. Тираж 150 экз. Заказ № 180.

РИО ТюмГАСУ, 625001, г. Тюмень, ул. Луначарского, 2

Введение

Общая характеристика работы

1. Состояние вопроса и постановка задач диссертационной работы

1.1. Существующие фундаменты на глинистых грунтах и способы улучшения строительных свойств основания

1.2. Существующие методы расчета оснований фундаментов

1.3. Известные методики лабораторных исследований

1.4. Выводы по главе 1 и задачи экспериментальных исследований

2. Экспериментальные исследования фундаментов в расхаживаемых котлованах

2.1. Предлагаемые фундаменты в расхаживаемых котлованах

2.1.1. Отдельно-стоящие фундаменты в расхаживаемых котлованах

2.1.2. Ленточные фундаменты в расхаживаемых котлованах

2.2. Лабораторные исследования маломасштабных моделей фундаментов

2.2.1. Оборудование и состав лабораторных исследований

2.2.2. Характеристики грунтовых оснований

2.2.3. Методика проведения лабораторных исследований

2.2.4. Исследование деформированного состояния глинистых грунтов при расхаживании котлованов

2.2.5. Исследование физико-механических характеристик глинистых грунтов при расхаживании котлованов

2.2.6. Осадки и несущая способность основания моделей фундаментов

2.2.7. Обработка результатов лабораторных экспериментов

2.3. Натурные исследования фундаментов в расхаживаемых котлованах

2.3.1. Оборудование и состав ^натурных исследований •

2.3.2. Геологические условия опытной строительной площадки 92 2.3:3, Методика проведения натурных исследований 94 2.3.4. Осадки и несущая способность основания натурных фундаментов

2.4. Выводы по главе

3. Расчет осадок и несущей способности оснований фундаментов в расхаживаемых котлованах

3.1. Аналитическая методика определения осадок и несущей способности основания фундаментов в расхаживаемых котлованах

3.2. Численное моделирование грунтов основания в процессе расхаживания котлованов и загружения фундаментов

3.3. Анализ и сопоставление и результатов расчетов с экспериментальными результатами

3.4. Выводы по главе

4. Определение эффективных геометрических параметров фундаментов в расхаживаемых котлованах

4.1. Определение эффективных геометрических параметров фундаментов в расхаживаемых котлованах

4.2. Пример определения эффективных геометрических параметров фундаментов в расхаживаемых котлованах в условиях строительной площадки г. Тюмени

4.3. Выводы по главе 4 131 Заключение 132 Литература 134 Приложение 1. Извлечение из патентов 157 Приложение 2. Акт о внедрении результатов исследований

Устройство оснований и возведение фундаментов является наиболее ответственным и трудоемким этапом в строительстве. Затраты на устройство нулевого цикла составляют в среднем 10-20% от стоимости строительства, а в сложных инженерно-геологических условиях могут достигать 30-40%.

При строительстве на глинистых грунтах существенно улучшить экономические показатели строительства нулевого цикла возможно путем совместного использования уплотненных грунтов основания, оказывающихся частью фундаментов и усовершенствованных форм фундаментов, применяя для этих целей новые и совершенствуя существующие технологии.

В настоящей работе обосновывается возможность устройства фундаментов с повышенной несущей способностью, применяемых на глинистых грунтах, а именно, фундаментов в расхаживаемых котлованах.

Фундаменты в расхаживаемых котлованах могут использоваться в промышленном и гражданском строительстве, в стесненных условиях городской застройки, при усилении фундаментов действующих зданий и сооружений, при устройстве «стены в грунте» и т.д.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Устройство оснований и возведение фундаментов является наиболее ответственным и трудоемким этапом в строительстве.

При возведении зданий и сооружений на глинистых грунтах можно повысить экономические показатели строительства нулевого цикла путем улучшения физико-механических характеристик основания. Разработка фундаментов, использующих эффекты уплотнения грунтов основания, совершенствование форм фундаментов и технологии их возведения является актуальной задачей.

В настоящей работе предлагается обоснованная возможность устройства фундаментов в котлованах, полученных способом расхаживания*. Фундаменты в расхаживаемых котлованах были разработаны на кафедре «Строительные конструкции, основания и фундаменты» ТюмГАСУ (2006г.), на способы их возведения получено 2 патента Российской Федерации на изобретения [114, 115].

Объект исследования — фундаменты в расхаживаемых котлованах на глинистых грунтах основания.

Предмет исследования - влияние формы, угла расхаживания котлованов на уплотнение глинистого грунта и несущую способность основания фундаментов.

Методы исследования:

- теоретический, в виде численного моделирования напряженно-деформированного ■ состояния грунтового основания на стадии расхаживания котлованов и в процессе загружения фундаментов;

- экспериментальный, в виде лотковых испытаний маломасштабных моделей фундаментов в расхаживаемых котлованах и натурных экспериментов на опытной строительной площадке; - Под расхаживанием понимается ограниченное по величине перемещение рабочего органа (стержня или пластины) в массиве грунта, приводящее к его вытеснению в окружающий массив и формированию полости различной формы. Автором диссертационной работы предлагается называть полученные таким способом полости — расхаживаемыми котлованами, а сформированные в них фундаменты - фундаментами в расхаживаемых котлованах.

Цель работы. Определить несущую способность фундаментов в расхаживаемых котлованах в зависимости от их геометрических параметров с учетом улучшения физико-механических характеристик глинистых грунтов основания в процессе расхаживания.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Посредством лабораторных экспериментов и численного моделирования, исследовать деформированное состояние глинистых грунтов основания на стадии расхаживания котлованов и в процессе загружения фундаментов.

2. Предложить методику аналитического расчета осадок и несущей способности основания фундаментов в расхаживаемых котлованах.

3. Выявить влияние угла расхаживания на уплотнение глинистого грунта и несущую способность основания фундаментов. Установить эффективные геометрические параметры фундаментов в расхаживаемых котлованах, обеспечивающие максимальную несущую способность грунтов основания при минимальном расходе материалов.

Научная новизна.

1. Разработаны способы устройства отдельно-стоящих и ленточных фундаментов в расхаживаемых котлованах, обеспечивающие повышение несущей способности глинистых грунтов основания.

2. Разработана методика расчета осадок и несущей способности оснований фундаментов в расхаживаемых котлованах, которая учитывает особенности уплотнения глинистых грунтов в процессе расхаживания.

3. Предложен подход к моделированию основания, в программном комплексе «MARC», позволяющий поэтапно оценить деформированное состояние грунтов в процессе расхаживания* котлованов и загружения фундаментов.

Практическая.значимость.и реализацияфаботы.

1. Практическая значимость работы состоит в следующем:

- разработаны и запатентованы способы возведения отдельно-стоящих и ленточных фундаментов с повышенной несущей способностью, устраиваемых путем расхаживания. котлованов в глинистых грунтах;

- фундаменты в расхаживаемых котлованах по сравнению с фундаментами из буронабивных свай экономичнее на 11%, по сравнению с фундаментами из призматических свай на 7%, по сравнению с фундаментами из пирамидальных свай на 3%.

2. Результаты исследований внедрены:

- в ООО «ПГС-Профи» при проектировании фундаментов для малоэтажных гражданских зданий на глинистых грунтах г.Тюмени;

- в Тюменском государственном архитектурно-строительном университете (ТюмГАСУ) при чтении лекций по дисциплине «Основания и фундаменты».

Достоверность защищаемых положений.

1. Применённые в работе теоретические методы исследований основаны на использовании современной механики деформирования сплошных сред.

2. Численные эксперименты осуществлялись с использованием лицензированных программных средств, а полученные результаты сравнивались с результатами других исследователей.

3. В экспериментальных исследованиях использовались тарированные и поверенные приборы и оборудование.

Апробация результатов исследований. Отдельные результаты диссертационной работы докладывались на: международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы проектирования и устройства оснований и фундаментов зданий и сооружений» (г.Пенза, ПГААС, 2004г.); научных конференций ТюмГАСУ (г.Тюмень, ТюмГАСУ, 2004 - 2009г.г.); международном научно-практическом семинаре «Актуальные проблемы проектирования и строительства в условиях городской застройки» (г.Пермь, ПГТУ, 2005г.); 63-ей научной конференции СПбГАСУ «Геотехника. Актуальные теоретические и практические проблемы» (г. Санкт-Петербург, СПбГАСУ, 2006г.); П-х Академических Чтениях им. профессора А.А.Бартоломея «Геотехнические проблемы XXI века в строительстве зданий и сооружений» (г.Пермь, ПГТУ, 2007г.); расширенном семинаре кафедры "Строительные конструкции, основания и фундаменты" (г.Тюмень, ТюмГАСУ, 2009г.).

Публикации. По материалам исследований опубликовано 17 статей [97, 98, 99, 100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 113], из них 2 статьи в рейтинговом издании, входящем в перечень ВАК [101, 104], и получено 2 патента Российской Федерации на изобретения [114, 115].

Личный вклад автора состоит:

- в разработке способов возведения отдельно-стоящих и ленточных фундаментов повышенной несущей способности, изготавливаемых путем расхаживания котлованов в глинистых грунтах;

- в разработке и создании экспериментальных установок для исследования деформирования глинистого грунта при расхаживанием в нем котлованов;

- в проведении экспериментальных и теоретических исследований фундаментов в расхаживаемых котлованах;

- в разработке аналитической методики расчета осадок и несущей способности оснований фундаментов в расхаживаемых котлованах;

- в моделировании основания в процессе расхаживания котлованов и загружения фундаментов;

- в определении эффективных геометрических параметров фундаментов в расхаживаемых котлованах и их апробации при строительстве малоэтажного гражданского здания в г.Тюмени.

На защиту выносится:

1. Способы возведения отдельно-стоящих и ленточных фундаментов в расхаживаемых котлованах на глинистых грунтах.

2. Результаты экспериментальных исследований фундаментов в расхаживаемых котлованах на глинистых грунтах.

3. Методика аналитического расчета осадок и несущей способности оснований фундаментов в расхаживаемых котлованах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и 2 приложений. Работа изложена на 160 страницах машинописного текста, содержащего 60 рисунков и 19 таблиц. Библиографический список включает 174 наименования, в том числе 4 на иностранном языке.

4.3. Выводы по главе 4

1. Разработана последовательность определения эффективных геометрических параметров фундаментов в расхаживаемых котлованах, позволяющая запроектировать экономичный фундамент. Наиболее эффективным вариантом является фундамент в расхаживаемых котлованах, имеющий форму симметричного очертания.

2. Установлено, что эффективный угол расхаживания котлованов различной формы находится в пределах от 3 до 6 градусов.

3. Полученные результаты были апробированы при проектировании и строительстве малоэтажного гражданского здания в г.Тюмени, в результате чего было получено снижение стоимости фундаментов в расхаживаемых котлованах по сравнению с фундаментами из буронабивных свай на 11%.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Резюмируя работу в целом, можно сделать следующие выводы.

1. Разработаны способы возведения отдельно-стоящих и ленточных фундаментов в расхаживемых котлованах, обеспечивающие повышение несущей способности глинистых грунтов основания. Установлено, что угол расхаживания котлованов от 1 до 3 градусов повышает несущую способность основания фундамента на 30%, от 3 до 6 градусов — на 50%, от 6 до 9 градусов — на 70%.

2. Экспериментально установлено, что при расхаживании котлованов в глинистых грунтах происходит их уплотнение в радиусе до 5 диаметров расхаживания. Форма области уплотнения грунта частично повторяет контуры расхаживаемых котлованов. При этом плотность грунта в области уплотнения увеличивается на 9— 13%, коэффициент пористости уменьшается на 29-37%, модуль деформации увеличивается в 2-3.3 раза, удельное сцепление увеличивается в 1.3 — 1.6 раза, угол внутреннего трения грунта изменяется незначительно.

3. Фундаменты в расхаживаемых котлованах, имеющие уширение по подошве, могут воспринимать выдергивающие нагрузки. Несущая способность на выдергивание у таких фундаментов по сравнению с призматическими сваями выше в 2—2.5 раза.

4. Проведено численное моделирование основания в программном комплексе «MARC», позволяющее оценить деформированное состояние грунтов в процессе расхаживания котлованов* и при загружении фундаментов. При этом установлено, что разница значений несущей способности оснований фундаментов, полученных в программном комплексе «MARC» и натурных экспериментов составляет 22%.

5. Предложена методика аналитического расчета несущей способности фундаментов в расхаживаемых котлованах, в основу которой положены общепризнанные аналитические выражения Ф.К. Лапшина. Данная методика позволила рассчитать несущую способность фундаментов в расхаживаемых котлованах в зависимости от их геометрических параметров с учетом улучшения физико-механических характеристик глинистых грунтов основания в процессе расхаживания котлованах. Разница расчетных и фактических величин не превысила 28%.

6. Разработанный способ возведения отдельно-стоящих фундаментов внедрен при строительстве малоэтажного здания в г.Тюмени, в результате чего было получено снижение стоимости фундаментов на 11%.

1. Агишев, А.И. Зависимость между пористостью и модулем деформации, установленная полевыми испытаниями глинистых грунтов /Науч.-техн. бюл. «Основания и фундаменты». — М.:Стройиздат, 1957, №20.

2. Айгумов, М.М. Расчет оснований ленточных фундаментов в выштампованных траншеях / Автореф. дис. канд. техн. наук. — 1997.

3. Алексеев, Д.А. Способ образования котлованов / Д.А. Алексеев, Б.А. Бржозовский, А.Б. Рубинштейн // Авторское свидетельство СССР №594247, кл. E02D 17/14. 1978, Бюллетень №7.

4. Алексеев, А.И. Упрочнение оснований промышленного здания способом винтового продавливания / А.И. Алексеев, В.Р. Билярчик // Материалы научно-технического семинара: Проектирование и устройство фундаментов в условиях слабых грунтов. — JL, 1990. — С.20-21.

5. Альтенбах, С.А. Метод конечных элементов в механике деформируемых тел / С.А. Альтенбах, А.С. Сахаров // Киев: Вища Школа. — 1982.-480с.

6. Анкерная свая Titan: Журнал. Германия.: Ischebeck, 2004'. — 31с.

7. Баранов, Д.С. Руководство» по применению прямого метода измерения давлений в,сыпучих грунтах. М.: ЦНИИСК им. Кучеренко, 1965.

8. Бартоломей, А.А. Прогноз осадок свайных фундаментов / А.А. Бартоломей, И.М. Омельчак, Б.С. Юшков М.: Стройиздат, 1994. - 384с.

9. Бартоломей, А.А. Экспериментальные и теоретические основы прогноза осадок ленточных свайных фундаментов и их практические приложения / Автореф. дисс. на соиск. уч. степ. Доктора техн. наук. — М.: МИСИ, 1976.

10. Бахолдин, Б.В. Исследование несущей способности пирамидальных свай / Основания, фундаменты и механика грунтов. — 1978, №3. — С. 13-16.

11. Бобылев, JI.M. Способ образования траншеи и устройство для его осуществления / JI.M. Бобылев, A.JI. Бобылев // Патент Российской Федерации №2000389 С, кл. E02D 17/00. Опубликовано 07.09.93. Бюллетень №3.

12. Богомолов, В.А. Метод высоконапорной инъекции связных грунтов при устройстве и усилении оснований и фундаментов / Автореф. диссер. канд. техн.наук. — Пермь, 2002. 18с.

13. Божко, А.Г. Опыт устройства фундаментов на просадочных грунтах в вытрамбованных котлованах / А.Г. Божко, К.М. Джумаев, В.И. Крутов // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1977, № 1. — С.20-25.

14. Болдырев, Г.Г. Устойчивость и деформируемость оснований анкерных фундаментов. — М.: Стройиздат, 1987.

15. Болдырев, Г.Г. Деформация песка в основании полосового штампа / Г.Г. Болдырев, Е.В. Никитин // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1987, №1. - С.30-35.

16. Борисов, В.П. Определение несущей способности фундамента в щебеночно-глинистой рубашке или ядре / Межвузовский сборник: Исследование оснований и фундаментов в сложных грунтовых условиях. — Казань, 1985. С.20-25.

17. Борисов, В.П. Энергетический метод определения несущей способности пирамидальных фундаментов / В.П. Борисов, В.Г. Немов // Межвузовский сборник научных трудов: Основания и фундаменты в геологических условиях Урала. Пермь, 1989. - С.61-69.

18. Бровин, С.В. Особенности работы буроинъекционных свай усиления в массиве слабых грунтов / Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. — СПб.:СПбГАСУ, 1994. — 22с.

19. Бройнд, И.И. Струйная технология. М.: Издательство АСВ, 2004.

20. Варвак, М. Метод конечных элементов. Киев: Высшая школа. Головное изд-во, 1981. - 176с.

21. Винников, Ю.Л. Особенности моделирования параметров уплотненных зон пирамидальных свай с лидирующими скважинами / Труды международной конференции: Геотехнические проблемы XXI века в строительстве зданий и сооружений. ПГТУ - Пермь, 2007. — С.64-69.

22. Вялов, С.С. Экспериментальные исследовония НДС слоя слабого грунта, подстилаемого малосжимаемой толщей / С.С. Вялов, А.Л. Миндич // Основания, фундаменты и механика грунтов. — 1977, №1. — С.26-29.

23. Гайдо, А.П. Анализ технологических параметров устройства свайных фундаментов в стесненных условиях строительства / А.П. Гайдо, Б.Г. Фрейдман // СПб. СПбГАСУ, 2004. - С. 104-108.

24. Голубков, В.Н. Определение осадок свайных фундаментов по методу ОИСИ / В.Н. Голубков, А.И. Догадайло // Основания и фундаменты. — 1991, Вып.24. — С. 19-22.

25. ГОСТ 12248-96. Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости. — М.: МНТКС, 1997. — 108с.

26. ГОСТ 20522-96. Грунты. Методы статистической обработки результатов испытаний. М.: МНТКС, 1995. — 100с.

27. ГОСТ 5180-84. Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик. М., Госстрой СССР, 1984. — 23с.

28. ГОСТ 5686-94. Грунты. Методы полевых испытаний сваями. М.: МНТКС, 1996.-37с.

29. Григорьев, В.А. Номограммы зависимости прочностных характеристик от коэффициента пористости и границы раскатывания глинистых грунтов / В.А. Григорьев, П.И. Эйзлер // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1970, №1. - С. 18-19.

30. Громадка, Т. Комплексный метод граничных элементов в инженерных задачах / Т. Громадка, Ч. Лей. М.: Мир, 1990. - с.304.

31. Грузин, А.В. Особенности технологии уплотнения устья скважин / Тезисы докладов научно-технической конференции: Архитектура и строительство. Наука, образование, технологии, рынок. — Томск. Изд-во Томск, гос. арх.-строит. ун-та, 2002. — С. 158-159.

32. Дубина, М.М. Метод конечных элементов для расчетов фундаментов на выштампованных котлованах и устойчивости откосов / М.М. Дубина, Д.К. Тесленко, В.М. Целицо, Ю.А. Черняков. М.: Весь мир, 2001.-224с.

33. Егоров, К.Е. Распределение напряжений и перемещений в основании конечной толщины / Сб. Механики грунтов: — М.: Госстройиздат, 1961. -с.14-17.

34. Еремин, В.Я. Деформируемость песчаных грунтов- при изготовлении свай по разрядно-импульсной технологии (РИТ) / В.Я. Еремин,

35. А.А. Буданов // Научно-технический журнал «Вестник МГСУ». 2006, №1. — С.150-164.

36. Железков, В.Н. Винтовые сваи в энергетической и др. отраслях строительства. — СПб.: Изд. дом «Прагма», 2004. — 128с.

37. Зенкевич, O.K. Метод конечных элементов в технике. М.: Мир, 1975.-240с.

38. Зоценко, H.JI. Зона впливу" основи фундаменте, що споруджеш без внимания грунту / В трудах 2 Украинской научно-технической конференции по механике грунтов и фундаментостроению. — Полтава. Полтавский ТУ, 1995, 4.1. -С.3-9.

39. Казань, Изд-во Казанского государственного архитектурно-строительного университета 2006. С.31-34.

40. Зуев, С.С. Опыт применения технологии струйной цементации грунтов в жилищном строительстве. Пермские строительные ведомости. — Пермь, №2,2005.

41. Игнатова, О.И. Исследование зависимости между модулем деформации и физическими характеристиками глинистых аллювиальных грунтов / О.И. Игнатова, В.В. Михеев // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1965, №4.-С. 16-18.

42. Игнатова, О.И. Исследование корреляционных связей между физическими характеристиками и модулем деформации глинистых делювиальных грунтов пластичной консистенции / Основания, фундаменты и механика грунтов. — 1966, №2. — С. 12-13.

43. Игнатова, О.И. Корректировка значений модулей деформации глинистых грунтов пластичной консистенции, определенных на компрессионных приборах / Основания, фундаменты и механика грунтов. — 1968, №2. С.8-10.

44. Имбо, Р. Презентация на Международной геотехнической конференции в Санкт-Петербурге, посвященной 300-летию Санкт-Петербурга: Представление техники свайных сооружений Атлас в России. — Санкт-Петербург, 2003.

45. Ицкенбаев, А.Б. Влияние длины и угла наклона боковых граней пирамидальной сваи на сопротивляемость действию вертикальной нагрузки / Труды Map. гос. тхен. ун-та. 1996, №2. - Ч.З. - С.39-41.

46. Кагановская, С.Е. Исследование устойчивости глинистого основания с помощью экранов. Основания, фундаменты и механика грунтов. — 1973, №3.

47. Калугин, П.И. О соотношении модулей деформации грунтов для различных моделей основания / П.И. Калугин, Р.С. Шеляпин // Механикагрунтов, основания и фундаменты. Воронеж, Изд-во ВГУ, 1973. - Вып.1. — С.13-16.

48. Клокова, Н.П. Тензодатчики для экспериментальных исследований / Н.П. Клокова, В.Ф. Лукашник, Л.М. Воробьева, А.Б. Волчек. — М.: «Машиностроение», 1972.— 152с.

49. Ковалев, А.С Совершенствование технологий устройства фундаментов в уплотненном грунте / Механизация строительства. — 1998, №9. с.6-10.

50. Колодко, В.А. Моделирование воздействия заглубленных элементов на грунт / Автореф. дис. на соиск. уч. степ. канд. физ.-мех. наук. — Новосибирск, Новосиб. гос. ун-т., 1999. 15с.

51. Конюшков, В.В. К определению несущей способности буроинъекционных свай усиления / В Межвуз. темат. сб. трудов: Геотехника. Актуальные теоретические и практические проблемы. — Санкт-Петербург, 2006. — С.106-110.

52. Крауч, С. Методы граничных элементов в механике твердого тела / С. Крауч, А. Стафилд. М.: Мир, 1987. - с.328.

53. Крутов, В.И. Фундаменты в вытрамбованных котлованах / В.И. Крутов, Ю.А. Багдасаров, И.Г. Рабинович. — М.: Стройиздат, 1985. — 164с.

54. Кузнецов, А.В. Буровые сваи как технологический.фактор влияния на окружающую среду / В Межвуз. темат. сб. трудов: Теоретические и практические проблемы геотехники. — Санкт-Петербург, 2005. — С. 39-45.

55. Кузнецов, Г.Н. Моделирование проявлений горного давления. — Л.: Недра, 1968.-276с.

56. Кулачкин, Б.И. Проблемы и перспективы геотехники / Б.И. Кулачкин, А.И. Радкевич, А.Д. Соколов. Москва, 2003. - 107с.

57. Лапидус, Л.С. О расчете одиночных свай по деформациям / Л.С. Лапидус, Ф.К. Лапшин // Известия Вузов. Строительство и архитектура. 1972, №11.

58. Лапшин, Ф.К. Определение несущей способности пирамидальных свай / Ф.К. Лапшин, A.M. Исаев // Механика грунтов, основания и фундаменты. — Л., ЛИСИ, 1976. Вып. 1.

59. Лапшин, Ф.К. Расчет оснований одиночных свай на вертикальную нагрузку / Автореф. дис. докт. техн. наук. — 1988.

60. Лапшин, Ф.К. Расчет свай по предельным состояниям. Саратов. Изд-во Сарат. ун-та, 1979. - 152с.

61. Ломизе, Г.М. Исследование закономерностей развития напряженно-деформированного состояния песчаного основания при/гтлоской деформации / Г.М. Ломизе, А.Л. Крыжановский, В.Ф. Петрянин // Основания, фундаменты и механика грунтов. — 1972, №1.

62. Ломизе, Г.М. К экспериментальному изучению НДС в плоской задаче деформации грунтового основания / Г.М. Ломизе,

63. A.Л. Крыжановский, В.Ф. Петренин // В сб.: Вопр. Мех. Грунтов и строительства на лессовых основаниях. — Грозный, 1970. — С.90-97.

64. Лушников, В.В. Высоконапорная инъекция грунтов как способ создания геотехногенных систем в строительстве / В.В. Лушников,

65. B.А. Богомолов // Материалы Междунар. Симпозиума: Инженерно-геологические проблемы урбанизированных территорий. — Екатеринбург, 2001. — С.732-740.

66. Лушников, В.В. Способ устройства буронабивных свай / В.В. Лушников, В.А. Богомолов // Патент РФ №2103443. 1998, Бюллетень №3.

67. Малышев, М.В. Критерий несущей способности и различные фазы деформирования основания / М.В. Малышев, С.А. Елизаров // Основания, фундаменты и механика грунтов. — 1993, №4 с.2-5.

68. Малышев, М.В. Прочность грунтов и устойчивость оснований сооружений. -М.: Сройиздат, 1980. — 136с.

69. Мещеряков, Н.С. Способ выполнения траншей в грунте / Н.С. Мещеряков // Авторское свидетельство СССР №1271952, кл. E02D17/00. -1986, Бюллетень №43.

70. Морозов, В.Н. Сопротивление грунтового полупространства вертикальному перемещению осесимметричного штампа / Сборник научных трудов ЛИСИ: Основания и фундаменты. — Ленинград, 1972, №72. — С.73-120.

71. Никитин, В.М. Экспериментальное исследование деформированного состояния оснований методом муаров / В.М. Никитин, Н.С. Несмелов // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1973, №3.

72. Осипов, В.И. Микроструктура глинистых пород / В.И. Осипов, В.Н. Соколов, Н.А. Румянцева // Под ред. Академика Е.М. Сергеева. М.: Недра, 1989.-211с.

73. Паньков, О.О. Деформации грунта при внедрении конических штампов / М.М. Дубина, О.В. Ашихмин, О.О. Паньков // Известия Вузов. Строительство. Новосибирск, 2005, № 7. — С. 119-122.

74. Паньков, О.О. Исследование деформируемости грунта при расхаживании котлованов / М.М. Дубина, О.О. Паньков, О.В. Ашихмин // Известия Вузов. Строительство. — Новосибирск, 2005, № 8. — С.100-102.

75. Паньков, О.О. Физические характеристики грунта при расхаживании котлованов / В Межвуз. темат. сб. трудов: Геотехника: Актуальные теоретические и практические проблемы. — Санкт-Петербург, 2006. — С.206-210.

76. Паньков, О.О. Способ возведения фундамента / М.М. Дубина, О.О. Паньков // Патент Российской Федерации № 2269624 E02D 17/02. -Заявлено 01.06.04. Опубликовано 10.02.06. Бюллетень №04.

77. Паньков, О.О. Способ возведения фундамента / М.М. Дубина, О.О. Паньков// Патент Российской Федерации № 2268961 E02D 17/02. -Заявлено 01.06.04. Опубликовано 27.01.06. Бюллетень №03.

78. Перов, В.П. Исследования работы моделей свай в многослойном основании при действии горизонтальной нагрузки / Сборник научных трудов ЛИСИ: Механика грунтов, основания и фундаменты. — Л., 1976, № 112. — с.20-26.

79. Петрянин, В.Ф. Изучение в лотке плоской задачи напряженно-деформированного состояния грунтового основания / В сб.: Вопросы механики грунтов и строительства на лессовых основаниях. — Грозный, Чечено-ингушское книжное изд-во, 1970.

80. Пивоваров, В.К. Исследование уплотнения глинистых грунтов взрывом и его влияние на несущую способность набивных взрывных свай / Дисс. к.т.н. Киев: Киевский строительный институт, 1966. — 142с.

81. Поздеев, А.А. Большие- упругопластические деформации / А.А. Поздеев, П.В. Трусов, Ю.И. Няшин. -М.: Наука, 1986.

82. Полищук, А.И. Способ устройства инъекционной сваи/ А.И. Полищук, О.В. Герасимов, А.А. Петухов // Патент Российской Федерации №2238366. Бюллетень №29, 2004.

83. Пономарев, А.Б. Основы исследований и расчета фундаментов из полых конических свай. — Пермь, Перм. гос. техн. ун-т., 1999. — 166с.

84. Пономаренко, Ю.Е. Новая эффективная технология и оборудование для погружения свай вдавливанием / Ю.Е. Пономаренко, А.С. Нестеров. Томск. Вестник ТГАСУ, №1, 2003. - С.206-212.

85. Прыгунов, М.А. Устойчивость буроинъекционных свай / Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. — Казань. КазГАС, 2004. — 23с.

86. Рекомендации по применению полых конических свай повышенной несущей способности. В развитие требований СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты». Пермь, Перм. гос. техн. ун-т., 1995. - 27с.

87. Рекомендации по проектированию и устройству набивных свай в раскатанных скважинах / ГОССТРОИ России, Научно-исследовательский центр «Строительство», ГУП НИИОСП им. Н.М. Герсеванова. М., 2000.

88. Рекомендации по проектированию и устройству свайных фундаментов в условиях среднего приобья. BP-16-74. ГНИПИ. Тюмень. Главтюменнефтегаз, 1974. — 47с.

89. Руководство по проектированию и устройству фундаментов-в вытрамбованных котлованах / НИИОСП им. Н.М. Герсеванова Госстроя СССР. -М.: Стройиздат, 1981. 56с.

90. Руководство по проектированию свайных фундаментов. — М.: Стройиздат, 1980:-280с.

91. Савинов, А.В. Применение безударных методов^ устройства свайных фундаментов в условиях плотной городской застройки на примере г.Саратова / Труды международного научно-практического семинара:

92. Актуальные проблемы проектирования и строительства в условиях городской застройки. Пермь, ПГТУ, 2005. —Том 1 -С.170-180.

93. Саенков, А.С. Развитие областей предельного состояния грунта в основании квадратного штампа / А.С. Саенков, С.А. Елизаров, М.В. Малышев // Основания, фундаменты и механика грунтов. — 1991, №2. -С.15-17.

94. Сальников, Б.А. Определение несущей способности фундаментов в вытрамбованных котлованах динамическим способом / Б.А. Сальников, А.Н. Бадеев // Транспортное строительство. 1988, №6. - С.29-30.

95. Седов, Л.И. Методы подобия и размерности в механике. — М.: Изд-во «Наука». Главная редакция физико-математической литературы, 1972. -440с.

96. Сергеев, И.Т. Экспериментальные исследования характера распределения контактных напряжений на модели сваи под действием вертикальных и горизонтальных сил / Основания, фундаменты и механика грунтов. 1976, №1. - С.30-32.

97. Сердюков, В.М. Фотограмметрия в инженерно-строительном деле. -М.: Недра, 1970.-270с.

98. Симагин, В.Г. Эффективные фундаменты: Особенности устройства,фундаментов в вытрамбованных котлованах в плотных моренных грунтах в условиях Северо-Запада СССР / В.Г. Симагин, А.К. Вихорев. -Петрозаводск: «Карелия», 1988. — 86с.

99. Скибин, Г.М. Экспериментальное обоснование расчетной модели упругопластического основания ленточных фундаментов / Известия Вузов. Строительство. 2005, №5. - С. 121-124.

100. Смирнов, В.И. Строительство подземных сооружений с использованием камуфлетных взрывов / В.И. Смирнов, Д.М. Голицинский, Л.Л. Мельников. -М.: Недра, 1981. -215с.

101. СНиП 2.02.01-83*. Основания зданий и сооружений / Госстрой СССР. -М.: Стройиздат, 1995. 40 с.

102. СНиП 2.02.03-85. Свайные фундаменты / Госстрой СССР. М.: Стройиздат, 1986. - 48с.

103. Сорочан, Е.А. Основания, фундаменты и подземные сооружения / Е.А. Сорочан и Ю.Г. Трофименков // Справочник проектировщика. М.: Стройиздат, 1985.-480с.

104. СП 50-101-2004. Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений / НИИОСП им. Н.М. Герсеванова. Филиал ФГУП НИЦ «Строительство». М., 2004. - 170с.

105. СП 50-102-2003. Проектирование и устройство свайных фундаментов / Свод правил по проектированию и строительству. М.: Госстрой России, 2004. - 81 с.

106. Тетиор, А.Н. Исследование распределения напряжений в основании методом фотоупругости / Тезисы докладов к научно-технической конференции по рациональным методам исследований оснований и проектированию фундаментов. — Свердловск, 1967. С.27-28.

107. Ухов, С.Б. Механика'грунтов, основания и фундаменты. М.: «Высшая школа», 2001. — 456с.

108. Феклин, В.И. Продавливание скважин под набивные сваи спиралевидными снарядами / Основания, фундаменты и механика грунтов. — 1985, №5. -С.16-19.

109. Феклин, В.И. Устройство для образования скважин под набивные сваи / В.И. Феклин, В.Б. Швец, Б.М. Мазо // Авторское Свидетельство СССР №1086106: 1984, Бюллетень №14.

110. Филатов, А.В. Экспериментальные исследования эпюр реактивного давления грунта и перемещений свай при горизонтальных нагрузках / Основания, фундаменты и механика грунтов. 1977, №1. — С.32-34.

111. Фрейдман, Б.Г. Совершенствование технологии вдавливания свай и шпунта в условиях плотной застройки / Автореферат диссертации на соискание ученого звания канд. техн. наук. — СПб.: СПбГАСУ, 2002. 23с.

112. Хазин, С.В. Напряженно-деформированное состояние основания свайных анкеров с уширениями по длине ствола / Автореф. дис. канд. техн. наук.-2003.

113. Харчук, A.M. Параметры уширений и зон уплотненного грунта у набивных свай устроенных с помощью пневмопробойника / В трудах 3 Украинской научно-технической конференции по механике грунтов и фундаментостроению. — Одесса, 1997. — Том2 — С.332-333.

114. Черкасов, И.И. Вдавливание жесткого штампа в плотный и рыхлый песок / И.И. Черкасов, К. Ибрагимов // Основания, фундаменты и механика грунтов. — 1971, №4.

115. Шаевич, В.М. Способ возведения фундамента / В.М. Шаевич, JI.P. Ставницер, В.В. Стародворский, В.К. Ярутин, А.С. Кречин, А.И. Куролап // Авторское свидетельство СССР № 844692, кл. E02D 27/01. 1981, Бюллетень №25.

116. Шеменков, М.Ю. Особенности работы фундаментов в уплотненном основании и их расчет с использованием зондирования / Труды международной конференции: Геотехнические проблемы XXI века в строительстве зданий и сооружений. Пермь. ПГТУ, 2007. — С.231-237.

117. Шимкович, Д.Г. Расчет конструкций в MSC / NASTRAN for Windows «ДМК».

118. Шишканов, Г.Ф. Способ возведения свайного фундамента / Г.Ф. Шишканов, С.П. Холодов // Авторское свидетельство СССР №1276754, кл. E02D 7/00, 27/12. 1986, Бюллетень №46.

119. Экимян, Н.Б. Метод расширенного подобия и его применение к моделированию работы свай / Свайные фундаметы. — М.: Стройиздат, 1975. — Вып.65 С.27-34.

120. Экимян, Н.Б. Применение метода расширенного подобия при моделировании осадок фундаментов / Автореф. дис. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук // Науно-исслед. инст. Оснований и подз. coop. Госстроя СССР. — Москва, 1972. -21с.

121. Andrawes, K.Z. Измерение плоских перемещений отдельных песчинок. / K.Z. Andrawes, R. Butterfield // The measurement of planar displacements of sand grains. «Geotechnique». 1973, 23, №4. — S.571-576.

122. Belytschko, T. Nonlinear Finite Elements for Continua and Structures / T. Belytschko, W.K. Liu, B. Moran // John Willey & Sons, LTD. 2006.

123. Grundbau-Taschenbuch, Teil 2: Geotechnische Verfaren. 6 Auflage. Herausgeber Ulrich Smolczyk. Berlin, 2001. - 860s.

124. Haediecke K. Griindungen / Band II. VEB Verlag fur Bauwesen. — Berlin, 1970.-335s.